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        基于Device-Net的ACS800變頻器應用

        2016-11-22 06:19:40謝小春虞勝兵
        中國設備工程 2016年15期
        關鍵詞:適配器組態(tài)傳動

        謝小春,虞勝兵

        (江西銅業(yè)貴溪冶煉廠,江西 貴溪 335400)

        基于Device-Net的ACS800變頻器應用

        謝小春,虞勝兵

        (江西銅業(yè)貴溪冶煉廠,江西 貴溪 335400)

        以單個ACS800變頻器為例,從硬件配置、軟件配置、ACS800變頻器參數(shù)設置、Device-Net網(wǎng)絡組態(tài)、1756-DNB模塊的應用、PLC程序的編寫共六方面入手,全面地論述了ACS800變頻器通過RDNA-01設備網(wǎng)適配器和1756-DNB設備網(wǎng)模塊通訊的配置方法,實現(xiàn)了RSLogix5550 PLC通過Device Net網(wǎng)絡遠程監(jiān)控ACS800變頻器之目的。

        Device-Net網(wǎng)絡;ACS800變頻器;RDNA-01;1756-DNB;RSLogix5550 PLC;ACS800 Drive

        Device-Net是一種基于CAN(Controller are Network)總線技術的開放型、符合全球工業(yè)標準的通信網(wǎng)絡,可靠性好、實時性強、靈活性高。與一般通信總線相比技術更先進,性能更卓越。因采用串行通信鏈接,可減少昂貴的硬接線,具有高效、簡單、廉價的特點,尤其適用于最底層的現(xiàn)場總線通訊。Device-Net所提供的直接互連性改善了設備間的通信,提供了相當重要的設備級診斷功能,而通過硬接線I/O接口則很難實現(xiàn)。Device-Net可為工業(yè)設備提供實時控制、系統(tǒng)組態(tài)和數(shù)據(jù)采集能力。Device-Net網(wǎng)絡是靈活、開放的網(wǎng)絡技術,能夠連接來自多個不同廠商的設備。

        變頻器因其卓越的調(diào)速節(jié)能性能在傳動控制中廣泛使用,現(xiàn)場端子I/O控制方式應用簡單方便,但其未能對變頻器運行狀態(tài)變量的持續(xù)監(jiān)控,和長距離控制昂貴的硬接線,隨著自動控制的發(fā)展網(wǎng)絡總線通訊控制逐漸成為首選方式。

        ACS800變頻器有豐富的可選網(wǎng)絡通訊接口模塊,包括Device-Net網(wǎng)絡、PROFIBUS-DP網(wǎng)絡等。以下就單個ACS800變頻器用RDNA-01適配器通過Device-Net網(wǎng)絡和RSLogix5550 PLC通訊,實現(xiàn)傳動控制進行探討。

        1 基于Device-Net的ACS800變頻器通訊的軟、硬件配置

        1.1 Device-Net網(wǎng)絡通訊的硬件配置

        以 Rockwll RSLogix5550 PLC的 1756-DNB設備網(wǎng)通訊模塊為Device-Net的網(wǎng)絡主站。1756-DNB掃描器接口模塊為設備網(wǎng)的“主”,設備網(wǎng)上的設備作為“從”映射到“主”中。1756-DNB模塊作為Device-Net網(wǎng)絡掃描器,節(jié)點為60,完成設備網(wǎng)從站的組態(tài)、PLC和Device-Net網(wǎng)絡適配器的數(shù)據(jù)映射、傳輸。ACS800變頻器選用RDNA-01Device-Net適配器模塊,通過Device-Net和RSLogix5000 PLC通訊實現(xiàn)傳動控制。圖1為單個ACS800變頻器在Device-Net網(wǎng)絡的硬件配置圖。

        1.2 Device-Net網(wǎng)絡通信的軟件配置

        依據(jù)硬件配置的要求,需配置的軟件有通訊軟件RSLinx Classic、PLC編 程 軟 件RSLogix5000、Device-Net以及網(wǎng)絡組態(tài)軟件RSNetWorx for Device-Net。

        圖1 網(wǎng)絡通訊的硬件配置圖

        2 ACS800變頻器參數(shù)設置和Device-Net網(wǎng)絡適配器RDNA-01的組態(tài)

        ACS800變頻器通過Device-Net和PLC的總線控制實質(zhì)是通過RDNA-01適配器組態(tài)ACS800變頻器的控制字和狀態(tài)字,通過PLC程序置位變頻器控制字,上傳變頻器的狀態(tài)字來實現(xiàn)網(wǎng)絡傳動控制和狀態(tài)監(jiān)視功能。RDNA-01 Device-Net適配器模塊是一種用于ABB傳動的可選模塊,可使傳動連到一個Device-Net系統(tǒng)上,在這傳動被當作Device-Net網(wǎng)的一個從機站點。通過RDNA-01設備網(wǎng)適配器模塊可實現(xiàn)的功能有:發(fā)送控制命令給傳動(起動,停車,運行允許等);發(fā)送電機速度或轉(zhuǎn)矩給定給傳動;發(fā)送一個過程實際值或一個過程給定給傳動的PID控制器;由傳動讀取狀態(tài)信息和實際值;讀寫參數(shù)值;將傳動的故障復位。

        ACS800變頻器調(diào)試方法和用現(xiàn)場I/O控制調(diào)試相同。其中選用Device-Net網(wǎng)絡通訊首先要將98.2COMM.MODULE參數(shù)設置為FILELDBUS。網(wǎng)絡通訊參數(shù)51組才能被用戶訪問設置。然后按控制要求根據(jù)ACS800變頻器固件手冊5.6.12現(xiàn)場總線通訊(71)的內(nèi)容,設置51組總線通訊參數(shù)值如表1。

        3 1756-DNB模塊為Device-Net主站的網(wǎng)絡配置及Device-Net網(wǎng)絡組態(tài)

        3.1 1756-DNB模塊組態(tài)

        1756-DNB模塊的功能:1756-DNB模塊充當Device-Net設備與RSLogix5550控制器之間的接口。1756-DNB模塊通過網(wǎng)絡與Device-Net設備通訊實現(xiàn)的功能有:從設備讀入輸入數(shù)據(jù);將輸出數(shù)據(jù)寫給設備;下載組態(tài)數(shù)據(jù);監(jiān)視失敗運行狀態(tài)。1756-DNB模塊以輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)和診斷列表等形式與RSLogix5550控制器進行通訊,需交換的信息包括設備的I/O數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息、組態(tài)數(shù)據(jù)。

        表1 51組總線通訊參數(shù)值一覽表

        1756-DNB模塊在PLC系統(tǒng)的組態(tài):1756-DNB模塊組態(tài)信息,如圖2所示。

        1756-DNB模塊在PLC控制系統(tǒng)的第2槽,Device-Net節(jié)點號為60。輸入存儲區(qū)124個字,輸出存儲區(qū)123個字,狀態(tài)存儲區(qū)32個字。

        3.2 Device-Net網(wǎng)絡配置

        用 RSNetWorx for Device-Net軟 件 配 置Device-Net網(wǎng)絡,Device-Net配置如圖3。

        ACS800變頻器RDNA-01適配器從站在Device-Net網(wǎng)絡的從站號為1,1756-DNB主站的站點號為60。

        圖2 1756-DNB模塊組態(tài)信息

        3.3 ACS800變頻器總線控制字在1756-DNB模塊存儲區(qū)域地址映射

        ACS800變頻器網(wǎng)絡通訊參數(shù)設置51.06 Output instance:103(輸出參數(shù)集)、51.07 input instance:102(輸入?yún)?shù)集)、51.26 VSA I/O size:9(定義102、103數(shù)據(jù)集的長度)。ACS800選用輸入輸出參數(shù)集為102數(shù)據(jù)集和103數(shù)據(jù)集,長度為各9個字。Device-Net要求掃描器分配的存儲區(qū)域大小和Device-Net設備需要的存儲區(qū)域大小一致。則數(shù)據(jù)集在1756-DNB模塊內(nèi)的輸入、輸出地址映射區(qū)各占用1756-DNB存儲區(qū)9個字。輸入地址區(qū)域分配如圖4。

        圖3 Device-Net配置圖

        ACS800變頻器RDNA-01適配器的輸入數(shù)據(jù)集(103)、輸出數(shù)據(jù)集(102)在1756-DNB模塊內(nèi)輸入地址映射區(qū)域定義為Local:2:I.Data[0].0-Local:2:I.Data[4].16,輸出地址映射區(qū)域定義為Local:2:O.Data[0].0-Local:2:O.Data[4]。

        經(jīng)過ACS800變頻器的網(wǎng)絡總線控制參數(shù)集(51組參數(shù))的設置、1756-DNB模塊的組態(tài)和Device-Net網(wǎng)絡的組態(tài),ACS800變頻器RDNA-01適配器和1756-DNB模塊建立了以Polled方式的Device-Net通訊。

        圖4 輸入地址區(qū)域分配置圖

        4 RSLogix5550控制器PLC通過Device-Net控制ACS800變頻器程序設計

        通過RSNetWorx for Device-Net軟件 配置的Device-Net,ACS800變頻器定義的控制字和狀態(tài)字已完全映射到1756-DNB模塊的存儲區(qū),且RSLogix5550控制器PLC完成Device-Net網(wǎng)絡主站1756-DNB模塊使能和輸入、輸出存儲區(qū)映射。程序編寫如圖5。

        程序梯級1、2是置位1756-DNB模塊通訊寄存器,否則1756-DNB模塊和Device-Net網(wǎng)將處在IDLE狀態(tài)。選用1756-DNB作為主站皆需把1756-DNB.CommandRegister.Run位置為1;程序梯級3是將ACS800變頻器狀態(tài)字通過CPS指令拷貝到用戶定義的存儲區(qū)以便于用戶編程定義和使用;程序梯級4是將用戶編寫的控制命令通過CPS指令拷貝ACS800網(wǎng)絡控制字內(nèi)。

        通過以上配置ACS800變頻器已經(jīng)和PLC建立通訊,RSLogix5550控制器定義的存儲區(qū)和ACS800變頻器網(wǎng)絡控制、狀態(tài)數(shù)據(jù)集達到了一一對應的關系。只要編寫控制程序即可按照所需的要求來控制和監(jiān)視變頻器了。使ACS800變頻器以電機額定轉(zhuǎn)速的60%運行的程序,如圖6所示。

        ACS800變 頻 器 參 數(shù) 設 置51.09:OutputI/ Opar2=2, 定 義 Local:2:O.Data[0].16—Local:2:O. Data[0].31為DS1.2=數(shù)字集1字2(傳動速度給定%, 20000=100%),通過程序?qū)S1.2的值為12000即可使電機以60%額定速度運行。其他控制、狀態(tài)字編程原理一樣。

        圖5 控制程序圖

        圖6 控制程序圖

        5 結(jié)語

        基于Device-Net的ACS800變頻器應用具有總線控制參數(shù)設置、調(diào)試、程序控制簡單等優(yōu)點,因而廣泛應用于自動化控制設備中。采用Device-Net總線技術構(gòu)建電機控制系統(tǒng),生產(chǎn)者/消費者通訊模式提高了系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送的可靠性和實時性,簡化了現(xiàn)場復雜的布線,節(jié)約了系統(tǒng)控制線纜,簡化系統(tǒng)安裝、維護及管理,極大地方便了操作站對ACS800變頻器的操作、監(jiān)控、故障診斷及排除,降低了系統(tǒng)的投資和運行成本,極大增強了系統(tǒng)性能等方面的優(yōu)越性。

        [1]劉國勝,陳長有,姜友林.基于Device-Net網(wǎng)絡中的變頻控制.陜西煤炭[J]. 2007(3):32-33.

        [2]金鋒.基于Device-Net現(xiàn)場總線的變頻調(diào)速系統(tǒng)的網(wǎng)絡控制.機械設計與制造[J].2005(05):110-111.

        [3]候艷,葉昊,王宏宇,等.基于Device-Net的電機變頻器調(diào)速控制.北華航天工業(yè)學院學報[J].2014,24(5):8-11.

        TN773

        A

        1671-0711(2016)11(上)-0121-03

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